MECANIQUE

NOTION DE COUPLE

Un couple s'exprime en Newton métre (Nm). Et on a: 1kg = 9,81 Newton
Le couple est une force liée à un mouvement circulaire, il se Compose de 2 valeurs: 1 force F et un bras de levier R Sur le croquis ci-contre le couple est de : 2x10=20mkg ou 20x9,81=196,2Nm
L'unité de puissance est le watt noté W ou le kiloWatt noté kW.
En mécanique le watt est la puissance développée par une force de 1 newton se déplaçant sur une distance de 1 mètre pendant 1 seconde. Si le point d'application d'une force de 1 newton se déplace à la vitesse de 1 m/s la puissance vaut 1 watt .
Une autre unité de puissance qui n'a plus cours depuis les normes ISO est cependant toujours utilisée, c'est le cheval vapeur noté ch , c'est une force capable de soulever une masse de 75 kg à un mètre en une seconde, et on a 1ch = 736W

APPLICATION

Un moteur à un couple max. de 222Nm à 1900Tr/mn Ceci est équivalent à une masse de 22,6kg (22,6kg=222N) qui suspendue à un cable enroulé autour d'un tambour de treuil de 2m de diamétre le ferait tourner à 1900Tr/mn
Le tambour du treuil tourne à 1900Tr/mn soit : 31,66Tr/s La masse de 22,6kg se déplace linéairement de : 2
p x31,66=199m/s
La puissance développée à ce moment est de : 22,6x199=4497(kg*m)/s
La puissance développée est de : 4497 x 9.81 = 44130 W (ou 4497/75 = 60 ch)

Dans ce même moteur le constructeur annonce une puissance de 84.640 kW (115ch) à 4900Tr/mn
Transformons la puissance en kilogrammes métre par seconde (kg*m/s) : 84640/9.81=8628kg*m/s
Le déplacement linéaire d'une charge équivalente au couple est de : (4900/60)x2
p =513m/s
Le couple du moteur est à cet instant de: 8628/513=16,8mkg soit: 16,8x9,81=165Nm

REMARQUES La mécanique donne la formule suivante: P = Cw
P = Puissance en Watts
C = Couple en Newton/mètre
w = Vitesse de rotation en Radians/seconde
1900 Tr/m Þ w = (1900x2p )/60 = 198,87 Radians/seconde
22,6 m.kg
Þ C = 22,6x9,81 = 221,7 Newton/métre
P = 198,87 x 221,7 = 44090 Watts (ou 44090/736 = 59,90 ch)

CONCLUSION
En fait les notions de couple et de puissance sont différentes. Dans un couple aucune notion de temps n'intervient et l'instant ou le couple est maximum est l'instant ou l'arbre de transmission ainsi que les pattes de fixation du moteur sont le plus sollicitées. La puissance est la quantité de travail effectuée en 1 seconde, elle est maximum alors que le couple n'est plus à son maximum, c'est l'instant ou l'intensité du travail est maximum.
    On voit dans notre exemple qu'à 1900 Tr/mn le couple est de 222Nm et la puissance de 44.130 kW (60ch). Alors qu'a 4900 Tr/mn le couple n'est plus que de 165Nm et la puissance de 84.640kW (115ch)
    Le couple C (en Nm) , le régime du moteur T (en Tr/mn) et la puissance P (en kW) sont liées par la relation:

C T = 9549.3 P       ou   9549.3 = (1000 x 60)/2p

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